Puna Geothermal Venture-anlægget, Hawaiis eneste geotermiske anlæg, genåbner nu på Big Island efter to års lukning. Hawai’i er den mest olieafhængige stat i landet og er derfor dedikeret til at udfase fossile brændstoffer til fordel for vedvarende energikilder. Genåbningen af det geotermiske anlæg i Puna er ganske vist forbundet med sine egne kontroverser, men har potentiale til at hjælpe Hawai’i med at bevæge sig mod en renere og mindre afhængig af fossile brændstoffer i fremtiden.
Hvordan geotermisk energi fungerer i Hawai’i
Geotermiske kraftværker bruger damp til at producere elektricitet. Dampen kommer fra reservoirer af varmt vand, der findes et par kilometer eller mere under jordens overflade. Geotermisk energi er primært blevet brugt til at producere elektricitet på øen Hawai’i (Big Island) ved at bore brønde på over 5.000 fod ned i geologiske hot spots langs en riftzone på vulkanen Kīlauea. Brøndene går ind i områder, hvor der findes væske ved en høj temperatur med tilstrækkeligt tryk og tilstrækkelig permeabilitet i klippen. Tilstedeværelsen af disse brønde skaber trykændringer, som tvinger damp, der indeholder giftig svovlbrinte og saltvand (vand, der indeholder silica og tungmetaller), til at stige op til brøndhovedet. Fra brøndhovedet driver dampen enten direkte turbiner eller opvarmer en sekundær væske, pentan, som driver turbinerne, afkøles og derefter genopvarmes igen. Når dampen er blevet brugt af anlægget, bortskaffes den sammen med saltvandet ved enten at blive frigivet i “bassiner” på overfladen eller ved at blive genindsprøjtet tilbage i undergrunden via injektionsbrønde.
Kontroversiel geotermisk udvikling i Hawai’i
I 1973 bistod det amerikanske energiministerium og National Science Foundation staten Hawai’i med tilskud til finansiering af geotermisk forskning på Big Island. Forskningen resulterede i udviklingen af Hawai’i’s første kommercielt levedygtige geotermiske brønd, kaldet Hawai’i Geothermal Project-Abbott (HGP-A). Boringen blev påbegyndt uden miljøkonsekvensundersøgelser eller en periode med offentlig deltagelse.
I over ti år blev boringen og det tilhørende kraftværk drevet uden ordentlig forureningsbekæmpelsesteknologi eller lovpligtigt tilsyn fra delstats- eller forbundsregeringen. Damp og saltvand blev bortskaffet i ubeklædte gruber, og der blev frigivet svovlbrinte i nærliggende kvarterer under regelmæssige brøndrensninger og ulykker. I 1989 indgav lokale beboere et andragende til amtets civilforsvarsmyndighed og planlægningsafdeling med anmodning om, at HGP-A’s tilladelse blev tilbagekaldt. Andragendet henviste til i alt 14 dage i løbet af de foregående tre måneder, hvor svovlbrintebekæmpelsesanlægget svigtede, så den dødbringende svovlbrinte gas lækkede ud i luften. På baggrund af disse klager og en anden større lækage udstedte planlægningsafdelingen en “øjeblikkelig handlingsplan” for at lade HGP-A forblive i drift, indtil det nyopførte Puna Geothermal Venture-anlæg (PGV) var funktionsdygtigt.
Puna Geothermal Venture begyndte i 1980 som et joint venture med henblik på at udvikle geotermisk energi på en 500 acres stor jordparcel 21 miles sydøst for Hilo, Hawaii. I 1986 sikrede PGV sig en kontrakt med Hawaiian Electric Industries (HELCO), den største leverandør af elektricitet i staten Hawai’i, om at levere 25 megawatt (MW) elektricitet inden 1993. PGV blev opkøbt af Ormat Energy Systems, Inc. (Ormat) i 1989, som omdesignede PGV’s foreslåede kraftværk til at omfatte andre turbiner og et andet kølesystem, som de hævdede ville resultere i nul emissioner og fungere med et drastisk lavere støjniveau end det mislykkede HGP-A. Selv om PGV ikke har haft succes med at forhindre gaslækager, har de haft en renere drift end HGP-A.
PGV havde en produktionskapacitet på 25 MW, da det åbnede i 1993, som blev udvidet til 30 MW i 1995 og 38 MW i 2012. I 2017 leverede PGV 31 % af elektriciteten på Big Island (ikke hele den hawaiianske ø-kæde). Med 57 % af øens strøm fra vedvarende energikilder som sol, vind og geotermisk energi var PGV ansvarlig for mere end halvdelen af al den vedvarende energi, der blev produceret på øen. Mark Glick, der er specialist i energipolitik og innovation ved Hawaii Natural Energy Institute, kaldte PGV for “ankeret for de vedvarende energikilder på Big Island”.
Lukning af PGV
Den 3. maj 2018 begyndte det nedre Puna-vulkanudbrud i Kilauea’s østlige revnezone. Lavafontæner, lavastrømme og vulkangas blev forudgået af jordskælv og jordbundsdeformationer. PGV, der var bekymret for mulige udslip af giftig svovlbrintegas og eksplosioner på anlægget, begyndte at lukke udstyret ned og fjerne de 60.000 amerikanske galloner letantændelig pentan.
De elleve brønde blev stabiliseret med koldt vand og derefter forseglet med metalpropper. Lavastrømme nærmede sig flere af de tildækkede brønde den 27. maj og dækkede to brønde helt til. Den 30. maj blev en understation og en tredje brønd dækket af lava. PGV lukkede efterfølgende, og generatorer drevet af fossilt brændstof blev sat i drift for at forhindre, at Big Island mistede strømmen.
Fremadrettet
Med lukningen af PGV i 2018 har Big Island lige siden brændt “restbrændsel” bestående af de olieholdige rester fra raffineringsprocessen. Planerne om at genoptage geotermisk elproduktion ved udgangen af 2019 blev forsinket af tilladelsesproblemer, der skubbede forventningerne tilbage. Med yderligere problemer i forbindelse med COVID-19-pandemien blev PGV tvunget til at flytte genåbningen til slutningen af september 2020.
Ormat, ejeren af PGV, har brugt tiden til at videreudvikle anlægget og påbegynde en ekspansionsproces. De meddelte i sidste måned, at der var blevet boret to nye produktionsbrønde, og at der fortsat ville blive boret flere brønde.
PGV har også måttet forholde sig til miljøgrupper, der er bekymrede over ulykker i forbindelse med svovlbrinte. Tidligere i september afviste statens Department of Land and Natural Resources en anmodning om miljøvurdering fra Pele Defense Fund, en interesseorganisation for traditionel hawaiiansk praksis. Ifølge statens sundhedsdirektør Bruce Anderson tog Hawai’i Department of Health “et grundigt kig på alle miljøfaktorer” og fastslog, at der ikke var behov for en ny eller supplerende undersøgelse i forbindelse med genåbningen af anlægget.
PGV Senior Director Mike Kaleikini udtalte den 23. september, at værket planlægger i første omgang at tage sin mindste enhed, som producerer 3 MW strøm, i brug. Energiproduktionen forventes gradvist at stige til 29 MW effekt ved udgangen af 2020. Selskabet har også til hensigt at udvide anlæggets kapacitet på 38 MW med 8 MW i 2022.
Relevansen af geotermisk energi i Hawai’i
Genoptagelsen af anlægget er med til at bringe Hawai’i tilbage på sporet i forhold til de mål, der blev fastsat i 2008 Hawai’i Clean Energy Initiative (HCEI), et partnerskab mellem Hawai’i State og Federal U.S. Department of Energy. HCEI er et forsøg på at reducere statens afhængighed af olie og andre fossile brændstoffer til energiproduktion. Den store afhængighed af importeret olie og de isolerede net på øerne er medvirkende til, at Hawai’i har den højeste gennemsnitlige detailpris på elektricitet for alle sektorer af alle stater i landet.
Det oprindelige overordnede mål for HCEI var en økonomi med 70 % ren energi i 2030, idet både vedvarende ressourcer og effektivitetsgevinster blev medregnet. I 2015 blev statens standard for vedvarende portefølje (RPS) ændret for at gøre Hawai’i til den første stat til at fastsætte en lovpligtig frist for at opnå 100 % af sin elektricitet fra vedvarende energikilder inden 2045. HCEI’s politiske erklæringer understreger følgende: minimering af olieafhængighed, gennemførelse af vedvarende ressourcer, der har et lavere indhold af drivhusgasser, maksimering af mængden af energi fra indfødte ressourcer og forfølgelse af energieffektivitetsforanstaltninger, der er omkostningseffektive.
Og selv om Hawai’i stadig er stærkt afhængig af fossile brændstoffer, giver den overflod af vedvarende energikilder, som øerne kan prale af, staten et stort potentiale for vedvarende energi. Vedvarende energikilder leverer i øjeblikket 19 % af Hawaii’s elproduktion. De primære kilder til vedvarende energi er sol, vind, biomasse og geotermisk energi.
- Sol: Hawai’i’s samlede solenergi leverer mere end halvdelen af statens samlede vedvarende elproduktion, primært på grund af væksten af solcelleproduktion i lille skala på kunderne, som næsten er fordoblet siden 2014. Som en del af Hawai’i’s forpligtelse til at nå sit mål om 100 % vedvarende energi kræver statens byggelovgivning, at alle nye enfamiliehuse skal have solvarmevandvarmere.
- Vind: Vindenergi genererer næsten 26 % af statens elektricitet baseret på vedvarende energi med 120 vindmøller spredt ud over økæden. Der er blevet foreslået flere havvindprojekter i de føderale farvande omkring Oahu, og U.S. Bureau of Ocean Energy Management har anmodet om yderligere nomineringer fra virksomheder, der er interesseret i kommercielle havvindmølleforpagtninger.
- Biomasse: Biomasse tegner sig for ca. 13 % af statens samlede produktion af vedvarende energi. Biomasse, der for det meste består af landbrugsaffald som f.eks. bagasse fra sukkerrør, har længe været anvendt i landdistrikterne på Hawaii til at generere varme og elektricitet. Med lukningen af mange sukkerplantager er denne kilde faldet, men biomasse spiller stadig en vigtig rolle i den vedvarende energiproduktion på Hawai’i. Campbell Industrial Park Generating Station på 120 MW, som blev taget i brug på O’ahu i 2010, menes at være verdens største kommercielle elgenerator, der udelukkende er drevet af biodiesel.
- Geotermisk: Hawai’i er en af syv stater med elproduktion i forsyningsskala fra geotermiske ressourcer, som leverer ca. 5 % af statens vedvarende elforsyning.
Mens tabet af PGV kun fører til et fald på 5 % i Hawai’i’s vedvarende energiproduktion (for hele økæden og ikke kun for Big Island), forhindrede det også den yderligere udvikling af geotermisk energi. Før PGV blev lukket ned i 2018, producerede PGV 38 MW elektricitet. Undersøgelser foretaget af Hawai’i State Energy Office i 2016 tyder på, at der kan være mere end 1.000 MW geotermiske reserver på Big Island, hvilket ville være nok til tilsammen at forsyne Maui, Big Island og ca. en fjerdedel af O’ahu med strøm.
Genåbningen af PGV har potentiale til at hjælpe Hawai’i med at bevæge sig mod en renere og mindre afhængig af fossile brændstoffer i fremtiden. Sol- og vindenergi er de største kilder til vedvarende energi i staten, men geotermisk energi spiller en afgørende rolle i gennemførelsen af Hawai’i Clean Energy Initiative (initiativ for ren energi i Hawai’i). Det er vigtigt, at Hawai’i fortsat investerer i og prioriterer rene energikilder fremadrettet for at nå statens mål om 100 % vedvarende elektricitet i 2045.